一種光伏發(fā)電用干式變壓器及光伏逆變系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領域，尤其涉及一種光伏發(fā)電用干式變壓器及光伏逆變系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在光伏逆變系統(tǒng)中，需通過逆變器將太陽能電池也即光伏電池陣列發(fā)生的直流電轉換成交流電，再通過變壓器轉變成并網(wǎng)所需的交流電。而逆變器的輸出電壓需經(jīng)過電抗器和電容器組成的LC濾波電路或LCL濾波電路濾波后其輸出的電壓波形才能達到并網(wǎng)電能質量的要求。
[0003]傳統(tǒng)的光伏逆變系統(tǒng)如圖1所示，光伏電池陣列、逆變器、LC濾波電路、變壓器、電網(wǎng)依次連接。
[0004]傳統(tǒng)的光伏逆變系統(tǒng)中的設備組成較為復雜，成本較高，并且損耗較大，金屬件發(fā)熱較大。
[0005]專利申請?zhí)枮?CN200920063555.5，發(fā)明名稱為:電力機車輔助系統(tǒng)用防雨干式變壓器的中國專利申請，其公開了一種電力機車輔助系統(tǒng)用防雨干式變壓器，采用將變壓器和電抗器集成在一起組成磁集成變壓器結構，通過磁集成技術來實現(xiàn)高阻抗。該專利申請采用干式變壓器和磁集成技術，在機車變流系統(tǒng)中減少了一個電抗器，可有效地減小磁性元件的體積，重量。
[0006]但是，上述技術方案并沒有解決傳統(tǒng)的光伏逆變并網(wǎng)電路系統(tǒng)中損耗嚴重，金屬件發(fā)熱量大的技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為解決上述技術問題，提供一種光伏發(fā)電用干式變壓器及光伏逆變系統(tǒng)，可簡化系統(tǒng)設備，降低系統(tǒng)成本，減少損耗和金屬發(fā)熱現(xiàn)象。
[0008]首先，本發(fā)明提供一種光伏發(fā)電用干式變壓器，包括:
主鐵芯、低壓線圈、漏抗鐵芯和高壓線圈；
所述低壓線圈包覆所述主鐵芯，所述高壓線圈包覆所述低壓線圈，所述漏抗鐵芯置于所述低壓線圈和高壓線圈之間；
所述主鐵芯由至少一個疊積層疊積構成，每一所述疊積層由多層鐵芯層疊積構成；每個鐵芯層包括有上、下軛片以及芯柱片，所述芯柱片為階梯型截面，所述芯柱片兩端分別與上、下軛片連接，連接處形成全斜接縫；
所述漏抗鐵芯為帶氣隙結構的漏抗鐵芯，包括:上鐵軛、下鐵軛和多個心柱；每一所述心柱由多個鐵餅組成，所述多個鐵餅之間，以及所述心柱與上鐵軛、下鐵軛之間均設置有氣隙絕緣層；所述氣隙絕緣層中置有鐵芯散熱風道；
所述主鐵芯突出于所述低壓線圈的上/下部分別設有第一夾件，藉由穿心螺桿穿過所述第一夾件以及所述主鐵芯的上/下部以固定所述主鐵芯； 所述漏抗鐵芯突出于所述高壓線圈的上/下部分別設有第二夾件，藉由旁螺桿穿過所述第二夾件和第一夾件，以在水平方向上固定所述漏抗鐵芯和所述主鐵芯；
所述主鐵芯和漏抗鐵芯的頂部、底部分別設有橫跨所述第一夾件和第二夾件的頂部固定板、底部固定板，且所述頂部固定板和底部固定板通過多根垂直螺桿實現(xiàn)連接，以在垂直方向上固定所述主鐵芯和漏抗鐵芯；
所述旁螺桿、頂部固定板和底部固定板均包覆有絕緣層，從而使所述主鐵芯和漏抗鐵芯之間僅保持一點金屬連接，其余絕緣。
[0009]作為上述方案的改進，所述第一夾件、穿心螺桿、旁螺桿、頂部固定板和底部固定板構成所述主鐵芯的金屬夾緊構件；所述第二夾件、旁螺桿、頂部固定板和底部固定板構成所述漏抗鐵心的金屬夾緊構件；所述漏抗鐵心的金屬夾緊構件與所述主鐵芯的金屬夾緊構件之間僅保持一個連接點存在金屬連接，其他連接點通過絕緣件進行隔離。
[0010]其中，所述低壓線圈和高壓線圈采用分裂布置。
[0011]另一方面，本發(fā)明還提供一種光伏逆變系統(tǒng)，包括依次連接的光伏電池陣列、逆變器、光伏發(fā)電用干式變壓器和電容器；其中，所述光伏發(fā)電用干式變壓器采用上述結構的光伏發(fā)電用干式變壓器。
[0012]其中，所述光伏發(fā)電用干式變壓器的低壓線圈和高壓線圈分裂布置的分裂組數(shù)與其輸入側并聯(lián)的逆變器數(shù)量一致。實施本發(fā)明，具有如下有益效果:
(I)本發(fā)明提供的光伏逆變系統(tǒng)，將變壓器的阻抗考慮到濾波系統(tǒng)中，將變壓器阻抗設計成濾波系統(tǒng)中所需的電感值，通過提高變壓器阻抗，而使變壓器同時具備了并網(wǎng)變壓器和濾波電抗器的作用，從而去掉線路中的電抗器設備減少了系統(tǒng)設備數(shù)量，降低了系統(tǒng)成本。
[0013](2)本發(fā)明的光伏發(fā)電用干式變壓器的穿心螺桿與漏抗鐵芯及主鐵芯之間通過絕緣管隔開，漏抗鐵芯的金屬夾緊構件與主鐵芯的金屬夾緊構件之間僅保持一個連接點存在金屬連接，其他連接點通過絕緣件進行隔離，這樣可避免環(huán)流的產(chǎn)生，降低了系統(tǒng)損耗，減少了金屬件發(fā)熱，提高了系統(tǒng)效率。
[0014](3)本發(fā)明采用多級疊片式階梯步進全斜接縫的主鐵芯，能夠有效降低空載損耗、低空載電流以及低噪音。
[0015](4)本發(fā)明采用多分裂結構的高低壓線圈，可用于多套光伏逆變系統(tǒng)并網(wǎng)。
[0016](5)本發(fā)明采用帶氣隙結構的漏抗鐵芯，且在氣隙絕緣層中設置鐵芯散熱風道，從而改變氣流的流通狀態(tài)，使空氣更利于疏通，帶走更多的熱量，從而加快氣體流動，降低了漏抗鐵芯整體的溫升，保證了變壓器的長期穩(wěn)定運行。
[0017](6)整體上說來，本發(fā)明的光伏發(fā)電用干式變壓器主要適用于光伏電站系統(tǒng)，結構與電力變壓器類似，產(chǎn)品容量更大。
[0018](7)通過水平方向上的固定件(包括第一夾件、第二夾件、穿心螺桿以及旁螺桿)以及垂直方向上的固定件(包括頂部固定板、底部固定板以及多根垂直螺桿)共同固定主鐵芯和漏抗鐵芯，使得主鐵芯和漏抗鐵芯更牢固和穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0019]圖1是現(xiàn)有技術的光伏逆變系統(tǒng)電路圖。
[0020]圖2是本發(fā)明提供的光伏發(fā)電用干式變壓器的立體圖。
[0021]圖3是本發(fā)明提供的光伏發(fā)電用干式變壓器的結構示意圖。
[0022]圖4是沿圖3所示的光伏發(fā)電用干式變壓器的A-A剖面圖。
[0023]圖5是本發(fā)明提供的光伏發(fā)電用干式變壓器的漏抗鐵芯的結構示意圖。
[0024]圖6是采用本發(fā)明光伏發(fā)電用干式變壓器后的光伏逆變系統(tǒng)的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0026]參考圖2~圖3，本發(fā)明提供的光伏發(fā)電用干是變壓器主要由主鐵芯7、低壓線圈6、漏抗鐵芯8和高壓線圈5構成。
[0027]其中，所述主鐵芯7由至少一個疊積層疊積構成，疊積層由若干鐵芯層疊積構成，且相鄰疊積層采用反向錯位疊積。鐵芯層包括有均由硅鋼片制成的上、下軛片(圖未示)以及芯柱片，芯柱片包括有兩個邊柱片71、72和一個中柱片73 ;所述邊柱片71、72的兩端分別與上、下軛片端部連接，中柱片73的兩端分別與上、下軛片的中部連接，即所述上下軛片與中柱片73構成倒“日”字型結構，連接處形成接縫，所述接縫為全斜接縫，當然作為本發(fā)明可行的方案，所述的接縫也可為直接縫，但全斜接縫比直接縫縫隙更長，從而截面面積更大，更有利于降低磁密度，所述本發(fā)明優(yōu)先采用全斜接縫設置。
[0028]優(yōu)選的，所述的每一個疊積層中包括有五層鐵芯層，各鐵芯層沿同一方向橫向錯位步進階梯排列，且相鄰鐵芯層橫向錯位步進2mm，相鄰一組的疊積層中的各鐵芯層則沿反方向步進疊積，如此反復疊積構成鐵芯。
[0029]通過采用上述技術方案，接縫處的磁飽和區(qū)域錯開，磁通在接縫處的損失減少；接縫處的磁密下降，磁阻下降，降低空載損耗和空載電流；軛片以及芯柱片在接縫處的磁致伸縮效應減少，降低噪音。
[0030]另外采用45度全斜接縫，在接縫處由磁吸力引起的噪聲減小，從而可以降低空載噪聲。
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